Hydrostatischer Druck zur Messung des Wasserstands

Ich messe den Wasserstand in einer 25 Zoll hohen Vase mit hydrostatischem Druck. So. _ _

Dazu habe ich ein 1/4 OD-Zoll-Nylonrohr, das mit einem Überdruckwandler verbunden ist . Bisher war es sehr genau. Wenn ich die Spitze des Röhrchens in 1 Zoll Wasser stecke, lese ich 1 Zoll. Dasselbe gilt, wenn ich das Rohr auf 24 Zoll Wasser und irgendwo dazwischen eintauche.

Aber ich bemerkte, als ich es über Nacht sitzen ließ, dass am Morgen (die Röhre war die ganze Nacht untergetaucht) ein erheblicher Fehler vorliegt. Wenn ich den Schlauch aus dem Wasser ziehe, sehe ich, dass etwas Wasser im Schlauch verbleibt (ungefähr die gleiche Menge wie der Fehler). Wenn ich auf das Rohr klopfe und das ganze Wasser heraushole, wird es wieder genau.

Daher meine Frage woran das liegt. Wo geht der Luftdruck hin? Ich habe versucht, die Armatur zwischen Sensor und Rohr so ​​gut wie möglich abzudichten. Es ist schon eine ziemlich enge Passform. Es ist eine durchgehende Röhre. Falls es ein Loch gab, habe ich mehrere Röhren ausprobiert und alle scheinen ähnliche Ergebnisse zu liefern.

Ist es möglich, dass ein solches System mehrere Monate am Stück funktioniert, ohne dass das Wasser vollständig aus dem Rohr abgelassen wird?

Ich habe die Ausgabe mit einer Röhre in einer konstanten Tiefe grafisch dargestellt und hier sind die Ergebnisse. Ich habe um ca. 14:00 Uhr bei 15,9 "Wasser begonnen und um 20:45 Uhr beträgt der Messwert 15,1" Wasser.

Diagramm der Wasserstandsänderung bei einem konstanten Niveau von 15,9"

Falls es auf die Details ankommt, verwende ich Folgendes:

  • MPX5010GP - Manometer
  • 1/4 Zoll AD (0,17" ID) Vinylschlauch 6 'lang (wie dieser )
  • 25 "hoher Glaszylinder mit ca. 6" ID (siehe Foto unten) mit 3 Röhren, die drei Tests ausführen

Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein

Hinzugefügte Info 21:43 Uhr 5/2

Habe einen weiteren Test durchgeführt, um die Sensor/Rohr-Verbindung zu beseitigen. Ich habe eine Schleife in ein Rohr gesteckt und einen Teil davon mit Wasser gefüllt (Sie können es auf der linken Seite des Bildes oben sehen. Lila Markierung ist der Wasserstartpunkt). Dann drückte ich das andere Ende des Schlauchs in mehrere Zentimeter Wasser, wodurch das Wasser in der Schleife aufstieg. Ich hatte es nur dort, aber es sieht so aus, als würde das Wasser in der Schleife sehr langsam sinken, was das gleiche Ergebnis wie der Sensor zu liefern scheint. Ich werde das über Nacht laufen lassen und morgen früh alle Messungen überprüfen. Morgen werde ich andere Schläuche kaufen, um zu sehen, ob sich das darauf auswirkt.

Hinzugefügte Info 22:38 5/3

Ich habe in der Schleife nicht viel Druck verloren. Vielleicht hatte ich den Schlauch nicht tief genug im Wasser ... Oder schlimmer noch, es gibt ein Leck im Inneren des Sensors ...

Wie genau muss Ihre Messung sein?
Nicht superpräzise, ​​ich möchte, dass es innerhalb von 0,25 Zoll von der Realität entfernt ist. Aber es muss nach der Installation Monate oder besser Jahre ohne Anpassung funktionieren.
OK. Ich gebe Ihnen eine Alternative. Es gibt ein Nivelliergerät, das Bubbler genannt wird. Wenn Sie langsam Luft durch die Wassersäule blasen, benötigen Sie genügend Luftdruck, um den statischen Druck der Wassersäule zu überwinden, durch die Sie die Luft drücken. Wenn Sie diesen Druck messen, wissen Sie, wie tief das Wasser ist. Vorteile - der Luftstrom streicht langsam und kontinuierlich über den Tygon-Schlauch; Es ist unmöglich, dass ein Flüssigkeitsstand Ihre Druckanzeige verfälscht, solange eine kleine Menge Luft fließt.
Ich versuche, beim aktuellen Design zu bleiben, bis es sich als nicht zuverlässig herausstellt. Aber ich liebe die Bubbler-Idee.

Antworten (1)

Viele Dinge passieren hier möglicherweise, wie folgt.

Erstens ist Ihr Schlauch wahrscheinlich aus Tygon, nicht aus Nylon. Die Diffusionsrate von Luft und Wasserdampf durch Tygon-Rohre ist ungleich Null, und diese Diffusion wird durch Konzentrationsgradienten über die Rohrwand angetrieben. Das bedeutet, dass die Menge des Diffusionstransports (der den Wasserstand im Rohr steigen oder fallen lassen könnte) von der Umgebungstemperatur und der relativen Luftfeuchtigkeit abhängt.

Zweitens, obwohl Wasser den Tygon bei der ersten Exposition möglicherweise nicht gut benetzt, benetzt es ihn auf Zeitskalen in der Größenordnung von etwa zehn Stunden besser, was bedeutet, dass Kapillarwirkungen den Wasserstand im System verändern und dadurch die Druckhöhenmessungen beeinflussen können.

Drittens ist Luft wasserlöslich und löst sich in Abhängigkeit von der Temperatur und der anfänglichen Luftkonzentration im Wasser entweder im Wasser auf oder löst sich aus dem Wasser. Dies wirkt sich auch auf die Höhe der Wassersäule und damit auf die Druckmesswerte im Laufe der Zeit aus.

Wissen Sie, wie Röhren normalerweise für Diffusion oder Luft spezifiziert sind?
Das ist eine schwierige Frage, mit der ich die meiste Zeit meiner Karriere zu kämpfen hatte, wo ich kleine Druckunterschiede genau messen musste. Es gibt eine Firma, die peristaltische Pumpen (MASTERFLEX) herstellt und viele Arten von Schläuchen dazu verkauft. Überprüfen Sie ihre Spezifikationslisten auf "GASÜBERTRAGUNGSRATE".
Hydrostatischer Druck zur Messung des Wasserstands
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